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平行泊车轨迹规划及控制算法研究
| 论文题名： | 平行泊车轨迹规划及控制算法研究 |
| 关键词： | 平行泊车;轨迹规划;避障措施;非线性约束;控制算法 |
| 摘要： | 由于路边泊车不规范,导致的交通拥堵、车辆刮擦等问题已成为交通管理的一大难题。为此,自动泊车、辅助泊车已经成为车辆主动安全技术的研发重点。依据停车位空间的大小,路边平行泊车的方法可以分为前进式和后退式两种方式。 本文针对前进式平行泊车,在考虑泊车空间需求的前提下,提出了基于 B样条的轨迹规划和基于多段圆弧的轨迹规划的建模方法;针对后退式平行泊车,在物理限制和非完整约束前提下,提出了能够适应环境动态变化的快速轨迹优化方法以及兼顾模型误差和扰动的反馈控制器。 本研究是省基金资助项目“基于交通态势评估的道路安全推理研究”子课题的研究成果,即,针对平行泊车而开展的专项研究,该项研究成果的主要贡献如下所述。 前进式平行泊车: (1)在泊车空间相对充裕的条件下,根据Ackermann转向几何建立了车辆简化的泊车运动学模型,并分析车辆停泊时的多约束问题,综合考虑泊车轨迹的设计要求以及B样条曲线的特点,提出了基于B样条曲线理论的轨迹生成方法,以轨迹曲率最小化为目标,对前进式平行泊车进行一步泊车入位的轨迹规划。 (2)在泊车空间相对狭小的条件下,提出了多步进退式的泊车方法。采用多段相切圆弧的方法分割泊车轨迹曲线,考虑泊车运动中可能发生的多种碰撞,建立相应的约束函数,分别以泊车位和曲线曲率最小为优化目标,求解出泊车轨迹的相关参数。 后退式平行泊车: (3)提出了新的轨迹生成方法,该方法由快速几何路径规划和路径跟踪优化求解两部分组成。其中,几何路径规划由求解一组静态优化问题来完成,而障碍物由基于闵可夫斯基的不等式约束来描述;路径跟踪采用了系统理论中flatness属性建立车辆系统动态,并以线性二阶差分方程的形式表示。 (4)提出了一个轨迹追踪反馈控制器,为此将误差系统转换成链式系统,采用积分逆推方法计算控制输入,并利用Barbalat引理证明了这个闭环系统的稳定性。 |
| 作者： | 张仁永 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 曹凯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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